[發(fā)明專利]基于差速擰緊的裝載機(jī)主錐預(yù)緊力測(cè)量裝置和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810243752.5
• 申請(qǐng)日: 2008-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN101419106A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)道柱;楊沁;高雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裝載機(jī)主錐總成裝配過程中的主錐預(yù)緊力測(cè)量裝置和方法。

背景技術(shù)

圖1所示為裝載機(jī)主減速器中的主錐總成。主錐總成中的軸承是一對(duì)反裝的圓錐滾子軸承，當(dāng)裝載機(jī)前進(jìn)時(shí)，主錐所受的軸向力由下軸承5承受，上軸承3的滾子與內(nèi)外圈之間有脫離接觸的趨勢(shì)；后退時(shí)，主錐所受的軸向力由上軸承3承受，下軸承5的滾子與內(nèi)外圈之間有脫離接觸的趨勢(shì)。

為了提高主錐總成的旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)對(duì)主錐軸承施加一定的預(yù)緊載荷。但若預(yù)緊載荷過大，軸承內(nèi)部的摩擦力矩增大，使軸承增加發(fā)熱，軸承出現(xiàn)熱咬合和燒傷等失效形式，降低軸承的疲勞壽命和影響主錐的旋轉(zhuǎn)速度；若是過小，軸承滾動(dòng)體相對(duì)于內(nèi)、外圈滾道會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，使軸承產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，主錐也會(huì)產(chǎn)生軸向和徑向竄動(dòng)。

預(yù)緊力和預(yù)緊量的測(cè)量比較困難，而且測(cè)量的精度受到儀器系統(tǒng)誤差、軸承精度等多種因素的影響。軸承的啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)量比較容易，而且測(cè)量精度也較高，一般利用啟動(dòng)摩擦力矩來判斷軸承內(nèi)部的預(yù)緊力是否在所要求的范圍內(nèi)。啟動(dòng)摩擦力矩一般稱之為預(yù)緊力矩。

目前，檢測(cè)預(yù)緊力矩的方法有三種：

1、靠裝配工人手工撥轉(zhuǎn)主減速器的軸承座，靠手感和經(jīng)驗(yàn)來判斷預(yù)緊力矩的大小是否在合格的范圍內(nèi)，這種檢測(cè)受到工人的操作熟練程度、身體狀況和情緒的影響；

2、人工使用彈簧秤來拉軸承座，使軸承座旋轉(zhuǎn)，然后觀察由彈簧秤所測(cè)得的力的大小，再使用力乘以力臂得到預(yù)緊力矩，這一測(cè)量過程中，手工拉動(dòng)彈簧秤不能保證軸承座作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧秤的力的作用線不能保證與旋轉(zhuǎn)平面在一個(gè)面上，再有就是力的作用線不能在作用點(diǎn)處與旋轉(zhuǎn)半徑垂直，顯然，這種粗略測(cè)量預(yù)緊力矩的方式不能滿足高精度裝配的要求；

3、用力矩扳手來測(cè)，同樣不能使主錐勻速旋轉(zhuǎn)，而且受到軸承的旋轉(zhuǎn)精度的影響，同樣不能準(zhǔn)確的測(cè)量軸承預(yù)緊力矩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基于差速擰緊的裝載機(jī)主錐預(yù)緊力測(cè)量裝置和方法，以使裝載機(jī)的主錐軸承預(yù)緊力矩在一定生產(chǎn)節(jié)拍及產(chǎn)品質(zhì)量要求下達(dá)到合格，提高主錐總成的裝配質(zhì)量和裝配質(zhì)量、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度提出的一種新型裝配設(shè)備和測(cè)量方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明基于差速擰緊的裝載機(jī)主錐預(yù)緊力測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有：

一工作臺(tái)面，作為主錐和軸承座的預(yù)裝臺(tái)及軸承預(yù)緊力矩的測(cè)量臺(tái)；

一套筒，與鎖緊螺母開口配合，用于旋緊鎖緊螺母；

一內(nèi)花鍵，與主錐尾部的外花鍵相配，用于帶動(dòng)主錐旋轉(zhuǎn)；

傳動(dòng)路線I，以伺服電機(jī)I為驅(qū)動(dòng)件，依次通過兩級(jí)行星齒輪、一對(duì)外嚙合齒輪I和動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，以所述動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的軸與內(nèi)花鍵相連；

傳動(dòng)路線II，以伺服電機(jī)I為驅(qū)動(dòng)件，依次通過三級(jí)行星齒輪和一對(duì)外嚙合齒輪II，其輸出齒輪與套筒相連；

一預(yù)緊力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)，包括在軸承座的通孔中，呈懸置設(shè)置可跟隨軸承座旋轉(zhuǎn)的撥爪，工作臺(tái)面的相應(yīng)位置上設(shè)置帶有徑向測(cè)桿的靜態(tài)力矩傳感器，所述徑向測(cè)桿處在阻擋撥爪隨軸承座旋轉(zhuǎn)的位置上。

本發(fā)明基于差速擰緊的裝載機(jī)主錐預(yù)緊力測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

在所述鎖緊螺母與套筒相配合的端面上，鎖緊螺母以其端面凹槽與套筒的端面凸筋相嵌合。

本發(fā)明基于差速擰緊的裝載機(jī)主錐預(yù)緊力測(cè)量方法的特點(diǎn)是采用差速擰緊的方式，所述差速擰緊是使主錐與鎖緊螺母按螺母鎖緊的方向作同向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，保持鎖緊螺母的轉(zhuǎn)速較之主錐的轉(zhuǎn)速略快，形成一個(gè)轉(zhuǎn)速差；在所述差速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，通過動(dòng)態(tài)扭矩傳感器和靜態(tài)扭矩傳感器分別實(shí)時(shí)檢測(cè)鎖緊螺母的擰緊力矩和啟動(dòng)摩擦力矩，由擰緊力矩通過計(jì)算獲得理論預(yù)緊力，基于啟動(dòng)摩擦力矩和預(yù)緊力的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，由摩擦力矩計(jì)算得出實(shí)際預(yù)緊力；當(dāng)理論預(yù)緊力和實(shí)際預(yù)緊力二者之差在一個(gè)允許的誤差范圍，則預(yù)緊力是合適的。

本發(fā)明測(cè)量方法的特點(diǎn)也在于調(diào)整擰緊力矩和啟動(dòng)摩擦力矩都處在允差范圍內(nèi)的方法是：

若是由靜態(tài)力矩傳感器測(cè)得的啟動(dòng)摩擦力矩首先進(jìn)入允差范圍，而由動(dòng)態(tài)力矩傳感器測(cè)得的擰緊力矩尚未達(dá)到，則繼續(xù)增大擰緊力矩，使擰緊力矩進(jìn)入允差范圍，此時(shí)，啟動(dòng)摩擦力矩仍能保持在允差范圍，則裝配合格；若擰緊力矩進(jìn)入允差范圍時(shí)，啟動(dòng)摩擦力矩已經(jīng)超出允差范圍，則裝配不合格，判定為彈性隔套的高度過?。?/p>

若是由動(dòng)態(tài)力矩傳感器測(cè)得的擰緊力矩首先進(jìn)入允差范圍，而啟動(dòng)摩擦力矩尚未進(jìn)入，則繼續(xù)增大擰緊力矩，使啟動(dòng)摩擦力矩進(jìn)入允差范圍，若此時(shí)擰緊力矩沒有出允差范圍，則裝配合格；若啟動(dòng)摩擦力矩進(jìn)入允差范圍時(shí)，擰緊力矩已經(jīng)出允差范圍，則裝配不合格，判定為彈性隔套的高度過大。